2022年_学年高中物理第章光的干涉衍射偏振第节光的偏振激光与全息照相教学案鲁科版.docx

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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -第 3、4 节 光的偏振 _激光与全息照相1光的偏振说明光是横波,光的偏振应用许多,如 照相机镜头前的偏振滤光片和立体电影等；2偏振片是一种特殊的光学元件,只能让某一方向 的振动的光通过；3激光具有相干性高、平行度好、亮度高的特点,在 生活中的各个领域,激光都有广泛的应用；对应同学用书 P55光的偏振 自读教材 抓基础 1自然光太阳、电灯等一般光源发出的光,在垂直于传播方向的平面内,光波可沿任何方向振动,光振动在平面内是匀称分布的；2偏振光 自然光通过偏振片 起偏器 之后,只有振动方向与“ 狭缝” 方向一样的

2、光波才能通过；自然光通过偏振片后,就能获得偏振光；3起偏器和检偏器 1 用于获得偏振光的偏振片叫起偏器,用于检查通过起偏器的光是不是偏振光的偏振片叫检偏器；2 偏振器的偏振化方向：偏振光能完全通过的方向；4偏振现象的应用 1 在照相机镜头前装一偏振片,并适当旋转偏振镜片,能够阻挡偏振光,排除或减弱 光滑物体表面的反光或亮斑；2 利用偏振光通过受力的塑料或玻璃时,偏振化方向会发生变化,这一现象可以检查 应力的分布情形以及用于地震预报；3 立体电影,液晶显示器,汽车挡风玻璃等； 跟随名师 解疑难 1偏振现象细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第

3、1 页,共 9 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -对横波,只有狭缝的方向与横波质点的振动方向相同时,横波才能毫无阻碍地通过狭缝；当狭缝的方向与质点的振动方向垂直时,横波就不能通过狭缝,这种现象叫做横波的偏振,偏振是横波特有的现象；2自然光和偏振光的比较光的自然光偏振光直接从光源发出的光自然光通过起偏器后的光来源光的振在垂直于光的传播方向的平面内,光振在垂直于光的传播方向的平面内,光振动沿全部方向,且沿各个方向振动的光动沿某一特定方向 与起偏器的偏振化动方向强度都相同方向一样 特殊提示 1 我们平常所看到

4、的光,除直接从光源射来的光,其他多为偏振光；2 自然光经镜面反射后的反射光是偏振光；3 只有横波才能发生偏振现象,光是横波； 学后自检 小试身手 对于光的偏振,以下熟悉正确选项 A振动方向在平行于传播方向的平面上,只沿特定方向振动的光是偏振光 B从电灯等光源直接发出的光本身就是偏振光 C通过偏振片去看电灯发出的光,看到透射光亮度无变化,说明透射光不是偏振光 D光的偏振现象使人们熟悉到光是一种横波解析：选 D 由自然光和偏振光的关系可知A 错误；平常我们看到的光,除直接从光源射来的光以外,几乎都是偏振光,所以B 错误；透过偏振片后的光肯定是偏振光,所以C错误；横波只沿某一特定方向振动,所以D正确

5、；激光与全息照相 自读教材 抓基础 1激光及其应用 1 激光是原子受激辐射产生的；2 激光的三大特点分别是：单色性好、方向性强、亮度高；2全息照相 1 激光的应用 激光产生后的一个很重大的应用是全息照相,它是应用光的干涉来实现的；2 作为光源的激光被分为两部分：一部分通过凹透镜发散后射到照相胶片上,另一部分射向一个平面镜,经反散后通过另一个凹透镜发散后射向被拍照的物体,该物体把光线反 第 2 页,共 9 页 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - -

6、- - - - - -射到照相胶片上, 并与第一束光发生干涉,物体的三维图像信息,这就是全息照相；两束光干涉的结果就在照相胶片上记录下被拍照 跟随名师 解疑难 1激光的特点及其应用特点 与一般光相比 特点内容应用相干性好频率单一, 相差恒定, 易发生干光纤通信光的干涉涉现象,可像无线电波一样调制激光全息照相平行度好激光的方向性特别好, 是一束几测距和跟踪目标、 DVD、CD唱片、乎不发散的平行光, 可以会聚到运算机光盘很小的点上亮度高激光能在很小的空间、 很短的时“ 光刀” 激发核反应间内集中很大的能量1 全息照相与一般照相的区分全息照相 一般照相原理不同 物理光学原理 几何光学原理记录的是物

7、光与参考光相干涉的干透镜成像在胶片上, 只记录下物光的记录方法不同 涉条纹,同时记录了物光的振幅和相光强信息位成像性质不同 立体像 平面像直接成像在感光面上, 冲洗后即能看再现方法不同 用衍射方法再现到像 学后自检 小试身手 全息照相利用了以下哪些原理 A小孔成像 B光的折射C光的衍射 D 激光是一种相干光解析：选 D 激光是一种人工产生的相干光,它的频率相同,偏振方向一样；全息照相就是利用参考光与物光的干涉,形成复杂的干涉条纹；因此只有 D正确；对应同学用书P56对光的偏振现象的考查 典题例析 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页

8、,共 9 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -1如图 5-3-1 所示,电灯S 发出的光先后经过偏振片A 和 B,人眼在P 处迎着入射光方向,看不到光亮,就 图 5-3-1图中 a 光为偏振光 图中 b 光为偏振光 以 SP为轴将 B 转过 180 后,在 P 处将看到光亮以 SP为轴将 B 转过 90 后,在P处将看到光亮A、B 透振方向平行时透过B 的亮度ABC D 思路点拨 偏振片 A 为起偏器, B 为检偏器,当最大,垂直时没有光透过；解析： 自然光沿各个方向发散是匀称分布的；通过偏振片后, 透射

9、光是只沿着某一特定方向振动的光； 从电灯直接发出的光为自然光,选项错误；它通过 A偏振片后, 即变为偏振光,选项正确；设通过 A的光沿竖直方向振动,B 偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光,就 P点无光亮,将 B 转过 180 后, P 处仍无光亮,选项错误；如将 B 转过 90 ,就该偏振片将变为能通过沿竖直方向振动的光的偏振片,就偏振光能通过 B,即在 P 处有光亮,选项正确,故应选 D；答案： D 探规寻律 1 偏振片是由特殊材料制成的,其“ 狭缝” 用肉眼不能观察,它只答应振动方向与“ 狭缝” 平行的光波通过；通过偏振片后,自然光就变成了偏振光；2 自然光射到两种介质的交界面上,假如入

10、射的方向合适,使反射光和折射光之间的夹角恰好是 90 时,反射光和折射光就都是偏振光,且偏振方向相互垂直； 跟踪演练 如图 5-3-2 所示, P 是偏振片, P 的偏振化方向 用不带箭头的实线表示 为竖直方向；以下四种入射光束中,哪种照耀 P 时不能在 P 的另一侧观看到透射光 图 5-3-2A太阳光B沿竖直方向振动的光细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页,共 9 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -C沿水平方向振动的光D沿与竖直方向成 45

11、 角振动的光解析：选 C 依据光的偏振学问,只要光的振动方向不与偏振片的偏振化方向垂直,就有光能通过偏振片；当光的振动方向与偏振片的偏振化方向相同时,透射光最强, 当二者垂直时, 光完全不能透过；当二者间的夹角由 0 至 90 逐步增加时, 透射光逐步减弱；太阳光、沿竖直方向振动的光、沿与竖直方向成2以下说法中正确选项 A偏振光可以是横波,也可以是纵波45 角振动的光均能通过偏振片；对激光的应用的考查 典题例析 B由于激光的方向性好,所以激光不能发生衍射现象 C激光可以像刀子一样切除肿瘤 D以上说法都不对 解析：光是一种横波,偏振光也是横波；激光也是光,因此具有光波的特性,能够发生 衍射现象；

12、激光有许多用途,可用来做手术,切除肿瘤；答案： C 探规寻律 激光的特点 1 激光第一是光,遵循光的一切规律,例如折射、反射、衍射、干涉等；2 激光是一种新型光源,具有一般光源所不具备的特点,例如单色性好、方向性强、亮度高等；3 针对激光的每一个特点,都有许多方面的应用； 跟踪演练 在演示双缝干涉的试验时,常用激光做光源,这主要是应用激光的什么特性 A亮度高B平行性好C单色性好 D 波动性好解析：选 C 频率相同的两束光相遇才能发生干涉,激光的单色性好,频率单一,通过 双缝时能够得到两束相干光,故此题的正确选项是 C；对应同学用书 P57 课堂双基落实 1关于自然光和偏振光,以下观点正确选项

13、A自然光能产生干涉和衍射现象,而偏振光却不能 B只有自然光透过偏振片才能获得偏振光细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 9 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -C自然光只能是白色光,而偏振光不能是白色光D自然光和偏振光都能使感光底片感光解析：选 D 光振动沿各个方向匀称分布的光就是自然光,而振动沿着特定方向的光就是偏振光,但自然光和偏振光都能发生干涉、衍射,所以A 错；光的偏振现象并不罕见,除了从光源直接发出的光以外,我们通常看到的绝大部分

14、光,都是偏振光,所以 B 错；光的颜色由光的频率打算,与光的振动方向无关,所以 C错；自然光和偏振光都具有能量,都能使感光底片感光；2以下哪些现象可以说明光波是横波 A光的干涉 B光的偏振C光的色散 D 光的反射解析：选 B 光的干涉说明光的波动性,即光是一种波,选项A 错；光的偏振说明光是横波,由于只有横波能发生偏振现象,选项 B 正确；光的色散可说明光是单色光仍是复色光,选项 C错；光的反射不能说明什么问题,选项 D错；3激光具有相干性好、平行度好、亮度高等特点,下面关于激光的表达正确选项 A激光是纵波 B频率相同的激光在不同介质中的波长相同 C两束频率不同的激光能产生干涉现象在科学技术和

15、日常生活中应用广泛；D利用激光平行度好的特点可以测量月球到地球的距离 解析：选 D 电磁波是横波,A 项错；光在不同介质中传播速度不同,波长也不同,B 项错；相干光的条件是频率相同,C项错, D项正确；M上的小孔 S 后照耀到 M右方的一偏振片 P 上, P 4如图 5-3-3 所示,让太阳光通过 的右侧再放一光屏 Q,现使 P 围着平行于光传播方向的轴匀速转动一周,就关于光屏 Q上光 的亮度变化情形,以下说法中正确选项 图 5-3-3 A只有当偏振片转到某一适当位置时间屏被照亮,其他位置时间屏上无亮光 B光屏上亮、暗交替变化 C光屏上亮度不变 D光屏上只有一条亮线随偏振片转动而转动 解析：选

16、 C 自然光在各方向的振动强度是相同的,当偏振片转动时；自然光透过偏振片的光的强度并不发生变化； 课下综合检测 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 9 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 时间： 30 分钟 满分： 50 分 一、挑选题 共 6 小题,每道题 5 分,共 30 分,每道题只有一个选项正确； 1关于偏振光的以下说法正确选项 A自然光就是偏振光B单色光就是偏振光C沿着一个特定方向传播的光叫偏振光D沿着一个特定方向振动的光叫偏

17、振光解析：选 D 自然光和偏振光的根本区分是前者包含着沿任意方向 垂直光传播方向 振动的光,而且沿各个方向振动的光波强度相同,而偏振光只有沿着某一特定方向振动的光,与光的颜色无关；2如图 1 所示,让太阳光或白炽灯光通过偏振片P 和 Q,以光的传播方向为轴旋转偏振片 P 或 Q,可以看到透射光的强度会发生变化,这是光的偏振现象,这个试验说明 图 1 A光是电磁波 B光是一种横波C光是一种纵波 D 光是概率波解析：选 B 偏振现象是横波特有的现象,题中试验说明光是一种横波,故应选 B；3将激光束的宽度聚焦到纳米级 109 m范畴内,可修复人体已损坏的器官,可对 DNA分子进行超微型基因修复,把至

18、今令人无奈的癌症、遗传疾病完全根除,以上功能是利用了激光的 A单色性好 B 波动性好C粒子性 D 高能量解析：选 D 激光的平行度好,故可聚焦到很小的范畴；激光的亮度高、能量大,故可修复器官；4在拍照日落时水面下的景物时,应在照相机镜头前装一偏振片,其目的是 A减弱反射光,从而使景象清楚B增强反射光,从而使景象清楚C增强入射光,从而使景象清楚D减弱入射光,从而使景象清楚解析：选 A 此题考查偏振的应用；由于反射光的干扰,景物的像经常比较模糊,装上偏振片的目的是减弱反射光,且透振方向与反射光的振动方向垂直,但不能增强透射光；细心整理归纳 精选学习资料 5以下说法中正确选项 第 7 页,共 9 页

19、 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -A光的反射现象和折射现象说明光是横波 B光的偏振现象说明光是一种纵波 C激光通过狭缝时不行能产生衍射现象 D应用光的偏振技术观看立体电影 解析：选 D 光的偏振现象说明光是一种横波,光的反射和折射现象不能说明光是横波或纵波, A、B 项全错；激光通过狭缝时可能产生衍射现象,立体电影, D项正确；C项错；应用光的偏振技术观看6. 江苏高考 如图 2 所示,白炽灯的右侧依次平行放置偏振片 P 和 Q,A 点位于 P、

20、Q之间, B 点位于 Q右侧；旋转偏振片 P,A、B 两点光的强度变化情形是 图 2 AA、B 均不变BA、B 均有变化CA不变, B 有变化DA有变化, B不变解析：选 C 因白炽灯发出的光为自然光,含各个方向的偏振光,且各个方向的偏振光的强度都相同, 偏振片 P和 Q都只答应特定方向的偏振光通过,不管偏振片 P 旋转到任何位置都有光线通过, 而且强度不变, 所以 A 点的光的强度不变,当自然光通过偏振片 P 后变为偏振光,再通过偏振片 Q,旋转偏振片 P,当偏振片 P 和 Q答应通过的方向相同,就 B 点最亮,当偏振片 P 和 Q答应通过的方向垂直时,B 点最暗,所以 B点光的强度会发生变

21、化；所以只有 C正确；二、非挑选题 共 2 小题,共 20 分 710 分 一台激光器,它的功率为 P,假如它发射出的单色光在空气中的波长为 ,就这束单色光的频率是 _,它在时间 t 内辐射的光能为 _；假如已知这束单色光在某介质中的传播速度为 v,那么这束单色光从该介质射向真空中发生全反射时的临界角为_；解析：依据c f 可得这束光的频率为f c ,激光器在t 时间内做的功WPt 转化 第 8 页,共 9 页 为光能；这束单色光对该介质的折射率nc v,设它从该介质射向真空中发生全反射时的临细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

22、 - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -界角为 C,就 sin C1 nv c,所以 Carcsin v c；答案：c Pt arcsin v c 8. 10 分 如图 3 所示,杨氏双缝试验中,下述情形能否看到干涉条纹？说明理由；图 3 1 在单色自然光源 S 后加一偏振片 P；2 移除偏振片 P 后,在双缝后面加偏振片 P1、P2,且 P1 与 P2 的透光方向垂直；解析： 1 到达 S1、S2 的光是从同一偏振光分解出来的,它们满意相干条件,能看到干涉条纹； 且由于偏振片很薄,对光程差的影响可忽视,干涉条纹的位置与间距和没有P时基本一样,只是强度由于偏振片吸取而减弱；2 由于从 P1、P2射出的光振动方向相互垂直,不满意干涉条件,故光屏被匀称照亮,无干涉现象；答案：见解析细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页,共 9 页 - - - - - - - - -